ES2369680A1 - Aparato limitador de corriente y limitador de corriente de defecto que utiliza el mismo. - Google Patents
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Abstract
La invención presente trata de un limitador de corriente de defecto que comprende una unidad limitadora de corriente configurada para limitar una corriente de defecto de acuerdo con un valor de reactancia, incrementando el valor de la reactancia si se genera una corriente de defecto, y una unidad de accionamiento configurada para incrementar la inductancia de la unidad limitadora de corriente generando una fuerza de repulsión por medio de la corriente de defecto cuando se recibe la corriente de defecto y estando la unidad de accionamiento unida al extremo frontal de la unidad limitadora de corriente.
Description
Aparato limitador de corriente y limitador de
corriente de defecto que utiliza el mismo.
Esta solicitud reivindica los beneficios de la
Solicitud de Patente de Corea nº
10-2008-0138843, presentada el 31 de
diciembre de 2008, y que se incluye a modo de referencia, aunque se
presenta en su totalidad aquí.
La presente invención trata de un limitador de
corriente de defecto configurado para limitar una corriente de
defecto incrementando el valor de la reactancia gracias al
movimiento de un núcleo móvil que utiliza una fuerza de
repulsión.
Los sistemas de energía eléctrica se montan
generalmente con un limitador de corriente para limitar una
corriente de defecto por encima de un valor de consigna al objeto de
protegerlo contra las quemaduras y el daño que causa una corriente
de defecto provocada por accidentes como por ejemplo el impacto de
un rayo, un defecto a tierra o un cortocircuito, y un interruptor
automático del circuito para proteger la carga de la corriente de
defecto.
El limitador de corriente sirve para limitar una
corriente de defecto por debajo de un valor de consigna para reducir
los esfuerzos mecánicos, térmicos y eléctricos provocados en las
aplicaciones de energía eléctrica, como por ejemplo, los embarrados,
aisladores e interruptores del circuito, a un mínimo, y para
proteger los receptores eléctricos de la corriente de defecto.
Por otro lado, cuando un interruptor de
protección conectado a un sistema de energía eléctrica detecta una
sobreintensidad superior a un valor de consigna, abre la conexión
con el sistema de energía eléctrica de acuerdo con el control
ejercido por un relé de sobreintensidad, que genera una señal de
interrupción, y así previene que la sobreintensidad circule hacia el
sistema de energía eléctrica.
Mientras tanto, son necesarios de tres a cinco
períodos con una intensidad mayor que un valor de consigna para que
la corriente de defecto abra un interruptor de protección en
respuesta al control del relé de sobre intensidad, lo que es debido
al hecho de que se requiere un tiempo considerable para que el relé
de sobre intensidad detecte una corriente de defecto que exceda el
valor de consigna.
Un objeto de la invención presente es
proporcionar un limitador de corriente de defecto que comprende: una
unidad limitadora de corriente configurada para limitar la corriente
de defecto de acuerdo con un valor de reactancia, incrementando el
valor de la reactancia si la corriente de defecto se genera; y una
unidad de accionamiento configurada para incrementar la inductancia
de la unidad limitadora de corriente generando una fuerza de
repulsión por medio de la corriente de defecto cuando la corriente
de defecto es recibida y la unidad de accionamiento está conectada
al extremo frontal de la unidad limitadora de corriente.
En algunas realizaciones de ejemplo, la unidad
limitadora de corriente comprende una primera bobina, un núcleo
móvil conectado a la unidad de accionamiento, que se mueve de una
primera posición a una segunda posición a través de la primera
bobina, y que está configurada para incrementar el valor de la
reactancia mientras de mueve de la primera posición a la segunda
posición.
En algunas realizaciones de ejemplo, el
limitador de corriente de defecto comprende además un núcleo fijo
que tiene una primera abertura en un lateral, estando el núcleo fijo
envolviendo una primera bobina, en la que el núcleo móvil se mueve a
través de la primera abertura y del interior de la primera bobina.
En algunas realizaciones de ejemplo, la primera posición del núcleo
móvil es una posición inicial previa a la entrada del núcleo móvil
al interior de la primera abertura.
En algunas realizaciones de ejemplo, la segunda
posición del núcleo móvil es una posición que está conectada para
interferir con una pared interior del núcleo fijo.
En algunas realizaciones de ejemplo, la unidad
de accionamiento comprende una segunda bobina configurada para
generar una fuerza de repulsión cuando fluye la corriente de
defecto; y una placa de repulsión cuya posición cambia con la fuerza
de repulsión.
En algunas realizaciones de ejemplo, el
limitador de corriente de defecto comprende además un primer eje
configurado para mover la posición del núcleo móvil, estando
conectado el primer eje al núcleo móvil, en el que la posición del
núcleo móvil cambia cuando la posición de la placa de repulsión
cambia mediante la fuerza de repulsión.
\newpage
En algunas realizaciones de ejemplo, el núcleo
fijo comprende una segunda abertura configurada para que pase el
primer eje.
En algunas realizaciones de ejemplo, el núcleo
móvil, una primera abertura y una segunda abertura del núcleo fijo
están colocados lineadas entre sí.
En algunas realizaciones de ejemplo, el
limitador de corriente de defecto comprende además un interruptor
conectado a la placa de repulsión, y configurado para conducir la
corriente de defecto cuando toca un punto de contacto gracias al
cambio de la posición de la placa de repulsión mediante la fuerza de
repulsión.
En algunas realizaciones de ejemplo, la conexión
entre el interruptor y la placa de repulsión es una de varias
conexiones donde el primer eje atraviesa la placa de repulsión, una
conexión directa y una conexión por medio de un segundo eje.
En algunas realizaciones de ejemplo, el
limitador de corriente de defecto comprende además una unidad de
enclavamiento configurada para mantener un estado abierto o un
estado cerrado del interruptor, donde la unidad de enclavamiento
está unida al primer eje.
En algunas realizaciones de ejemplo, el
limitador de corriente de defecto comprende además un controlador
configurado para controlar la unidad de enclavamiento de manera que
cambie la posición del primer eje para cerrar el interruptor cuando
la corriente de defecto ha desaparecido.
En algunas realizaciones de ejemplo, el
limitador de corriente de defecto comprende además una unidad
sensora configurada para detectar si la corriente es de una
intensidad normal o de una intensidad de defecto, donde el
controlador controla de manera que la unidad de enclavamiento cambia
la posición del primer eje para cerrar el interruptor, cuando una
señal procedente de la unidad sensora es recibida, y se genera la
señal cuando la corriente de defecto desaparece.
Los dibujos que se acompañan, que se incluyen
para proporcionar una mejor compresión de la invención y que están
incorporados en, y constituyen una parte de, esta solicitud, ilustra
realizaciones de la invención que junto con la descripción sirven
para explicar el principio de la invención. En los dibujos:
La Figura 1 es un diagrama de bloques de un
limitador de corriente de defecto de acuerdo con una realización de
la invención presente.
La Figura 2 es un diagrama que muestra el
circuito limitador de corriente de defecto de la Figura 1.
La Figura 3 es un diagrama para mostrar la
estructura detallada de la Figura 1.
La Figura 4A y la Figura 4B son diagramas que
muestran el proceso de accionamiento de la unidad limitadora de
corriente.
La Figura 5A y la Figura 5C son vistas en
perspectiva y una vista en sección de la unidad limitadora de
corrien-
te.
te.
La Figura 6 es un diagrama para mostrar el
cambio en el valor de la inductancia de la unidad limitadora de
corriente en la primera realización de la invención presente.
La Figura 7 es un diagrama para mostrar otra
realización del limitador de corriente de defecto de acuerdo con la
invención presente.
La Figura 8 es un diagrama para mostrar otra
realización del limitador de corriente de defecto de acuerdo con la
invención presente.
La Figura 1 es un diagrama de bloques de un
limitador de corriente de defecto de acuerdo con una realización de
la invención presente.
En relación con la Figura 1, el limitador de
corriente de defecto de acuerdo con la invención presente comprende
una unidad de accionamiento 100, un interruptor 110 y una unidad
limitadora de corriente 120.
La unidad de accionamiento 100 deja pasar una
corriente normal sin ninguna operación cuando fluye una corriente
normal. Por otro lado, en el caso de que se genere una corriente de
defecto, la unidad de accionamiento 100 contacta con el punto de
contacto del interruptor 110 utilizando la fuerza de repulsión
generada por la corriente de defecto, e incrementa el valor de la
reactancia de la unidad limitadora de corriente 120. Por
"corriente normal" se entiende la corriente que circula en el
estado normal. El estado normal es un estado donde el impacto de un
rayo, el defecto a tierra o el cortocircuito no se generan. La
corriente de defecto significa una corriente muy grande que se
genera por el impacto de un rayo, un defeco a tierra o un
cortocircuito.
El interruptor 110 está conectado en paralelo a
la unidad de accionamiento 100. El interruptor 110 está conectado
con el punto de contacto conduciendo la unidad de accionamiento 100
cuando la corriente de defecto se genera. De esta manera, el punto
de contacto del interruptor 110 es contactado, y la corriente de
defecto circula a través del interruptor 110. Como se ha mencionado
con anterioridad, cuando se genera una corriente de defecto muy
grande, el interruptor 110 puede proteger del daño mecánico a la
unidad de accionamiento, cuando el daño puede ocurrir porque la
fuerza repulsiva generada en la unidad de accionamiento 100 se
incrementa proporcionalmente.
La unidad limitadora de corriente 120 está
conectada con el extremo posterior de la unidad de accionamiento 100
y con el interruptor 110. La unidad limitadora de corriente tiene un
valor bajo de reactancia en el caso de que circule una corriente
normal. De esta manera, la corriente normal circula sin
restricciones. Por otro lado, la unidad limitadora de corriente
tiene un valor de reactancia muy alto cuando circula la corriente de
defecto. La corriente de defecto está limitada a un valor de
intensidad predeterminado. El valor de la intensidad es alterado por
la unidad de accionamiento 100. El proceso de accionamiento será
descrito con la Figura 3 más adelante.
La Figura 2 es un diagrama para mostrar el
circuito limitador de corriente de defecto de la Figura 1.
En referencia a la Figura 1 y a la Figura 2, el
limitador de corriente de defecto comprende un interruptor 110, una
primera bobina 121 y una segunda bobina 101. La unidad de
accionamiento 100 puede comprender una segunda bobina. La bobina
puede ser una bobina al aire. La bobina al aire puede tener una
reactancia muy pequeña porque la reactancia al aire tiene un número
pequeño y limitado de espiras y un radio pequeño. Por la segunda
bobina 101 circula una corriente sin ningún cambio cuando la
corriente es la corriente normal. Por otro lado, la segunda bobina
hace contacto con el punto de contacto del interruptor 110
utilizando la fuerza de repulsión generada por la corriente de
defecto, e incrementa el valor de reactancia de la segunda bobina,
cuando circula una corriente de defecto. El proceso de incrementar
el valor de reactancia en la segunda bobina será descrito a
continuación.
El interruptor se mantiene en un estado cuando
el punto de contacto está desconectado, y a continuación, el punto
de contacto se conecta mediante la fuerza de repulsión generada por
la corriente de defecto que circula por la unidad de accionamiento
100. Cuando el punto de contacto del interruptor 110 toca, la
corriente de defecto circula a través de la unidad de accionamiento
100, y a continuación la corriente de defecto circula a través del
interruptor 110.
La unidad limitadora de corriente 120 puede
comprender una primera bobina 121. La primera bobina tiene una
reactancia baja en el caso de que circule una corriente normal,
mientras que la primera bobina tiene una reactancia alta cuando
circula la corriente de defecto. Por tanto, debido a que la primera
bobina tiene una reactancia alta en caso de que se genere una
corriente de defecto, la corriente de defecto puede estar limitada a
un valor de intensidad predeterminado.
La Figura 3 es un diagrama que muestra la
estructura en detalle de la Figura 1.
En referencia a la Figura 1 y a la Figura 3A, el
limitador de corriente de defecto de acuerdo con una de las
realizaciones de la invención presente puede comprender una unidad
de accionamiento 100, un interruptor 110, una unidad limitadora de
corriente 120, un primer eje 130, y un segundo eje 140. La unidad de
accionamiento puede incluir una segunda bobina 101 y una placa de
repulsión 102. El interruptor 110 puede comprender un primer punto
de contacto 111 y un segundo punto de contacto 112. La unidad
limitadora de corriente 120 puede incluir una primera bobina 121, un
núcleo fijo 122, y un núcleo móvil 123.
La segunda bobina 101 de la unidad de
accionamiento 100 se acerca a la cara inferior de la placa de
repulsión 102 cuando la corriente circula normalmente. Cuando
circula una corriente de defecto, la placa de repulsión se mueve
hacia arriba mediante la fuerza de repulsión generada por la
corriente de defecto que circula por la segunda bobina 101. Más en
concreto, una separación entre la placa de repulsión 102 y la
segunda bobina 101 se incrementa. La placa de repulsión está hecha
de un metal que tiene una resistencia baja como por ejemplo cobre o
aluminio.
Un extremo del primer eje 130 está conectado con
la parte inferior de la placa de repulsión 102, y el otro extremo
del primer eje 130 está conectado con al núcleo móvil. La posición
de conexión en que el primer eje 130 está conectado con la placa de
repulsión 102 o el núcleo móvil 102 está centrada preferiblemente en
la placa de repulsión 102 o en el núcleo móvil 123. Sin embargo no
se limita en esta realización la POSICIÓN de conexión, que puede ser
alterada de varias maneras.
Un extremo del segundo eje 140 está conectado
con el segundo punto de contacto 112, y el otro extremo del segundo
eje 140 está conectado con la cara superior de la placa de repulsión
102. La posición de conexión en la que el segundo eje 140 está
conectado con la placa de repulsión 102 o con el segundo punto de
contacto 112 está preferiblemente centrada en la placa de repulsión
102 o en el segundo punto de contacto 112. Sin embargo, esto no está
limitado a esta realización ya que la posición de conexión puede ser
alterada de diversas maneras.
\newpage
El primer eje 130 y el segundo eje 120 pueden
formar un solo eje para conectar el interruptor 110, la placa de
repulsión 102, y el núcleo móvil 123. Más aún, el segundo punto de
contacto 112 y la placa de repulsión 102 pueden estar conectados
directamente sin estar conectados con el segundo eje 140. Más en
concreto, sea el que sea el elemento utilizado, la conexión entre
cada elemento no es importante con tal de que mantenga la función
original.
El interruptor 110 puede incluir un primer punto
de contacto 111 y un segundo punto de contacto 112. El interruptor
110 está conectado en paralelo con la unidad de accionamiento 100.
El primer punto de contacto y el segundo punto de contacto están
separados entre sí cuando circula una corriente normal. Por otro
lado, la segunda bobina 101 se mueve hacia arriba mediante la fuerza
de repulsión generada por la segunda bobina 101 cuando circula la
corriente de defecto. Por lo tanto, el segundo punto de contacto 112
conectado con el primer eje 140 se mueve también hacia arriba. Así,
el primer punto de contacto 111 y el segundo punto de contacto 112
del interruptor 110 están unidos. Si el primer punto de contacto 111
y el segundo punto de contacto 112 están unidos, la corriente de
defecto no circuía hacia la unidad de accionamiento 100, si no que
circula a través del interruptor 110.
De acuerdo con lo anterior, el interruptor 110
puede proteger la unidad de accionamiento 100 contra los daños
mecánicos de la unidad de accionamiento 100 en caso de que se genere
una gran corriente de defecto, donde el daño podría ocurrir por el
incremento de la fuerza de repulsión generada por la unidad de
accionamiento 100.
La primer bobina 121 de la unidad limitadora de
corriente 120 está conectada en serie con los extremos posteriores
de la unida de accionamiento 100 y del interruptor 110. La corriente
normal o la corriente de defecto circulan por la primera bobina
121.
El núcleo fijo 122 envuelve a la primera bobina
121. Su parte más baja tiene una primera abertura, y su parte más
alta tiene una segunda abertura. Las posiciones de la primera y de
la segunda abertura no están limitadas a la parte inferior y a la
parte superior del núcleo fijo 122. Serán posibles varias
modificaciones de las posiciones. La primera abertura es
suficientemente grande para permitir que el núcleo móvil la
atraviese, y la segunda abertura también es lo bastante grande para
permitir que el primer eje 130 la atraviese. Preferiblemente, el
diámetro del núcleo móvil 123 es aproximadamente el mismo que el
tamaño de la primera abertura, y el diámetro del primer eje 130 es
prácticamente el mismo que el tamaño de la segunda abertura.
El núcleo móvil 123 está conectado con la placa
de repulsión 102, y se mueve a través de la primera bobina
atravesando la primera posición y la segunda posición, e incrementa
el valor de la reactancia de la unidad limitadora 120 a medida que
el núcleo móvil se mueve en la dirección de la primera posición a la
segunda posición. Por ejemplo, el núcleo conductor 123 está colocado
por fuera de la primera abertura, y a continuación, el núcleo
conductor 123 se mueve a través del interior de la primera abertura.
El núcleo móvil 123 entra en contacto con para ser interferido en la
pared interior del núcleo fijo 122 atravesando el interior de la
primera bobina 121. La primera aposición del núcleo móvil es una
posición previa a la entrada del núcleo móvil 123 al interior de la
primera abertura. La segunda posición del núcleo móvil es una
posición en la que el núcleo móvil está en contacto para interferir
con la pared interior el núcleo móvil 122.
Cuando circula al corriente normal, dos puntos
de contacto 111, 112 se abren, y la corriente normal fluye a través
de la segunda bobina 101 de la unidad de accionamiento 100. En este
punto, la segunda bobina 101 y la placa de repulsión 102
prácticamente se enfrentan una a otra. La corriente normal que pasa
por la segunda bobina circula hacía la unidad limitadora de
corriente 120, y la parte superior del núcleo móvil 123, como se
muestra en la Figura 3, está situada en el interior o en el exterior
de la abertura formada en la cara inferior del núcleo fijo 122. El
flujo que circula por el núcleo fijo 122 está limitado de manera que
la inductancia se hace pequeña. De esta forma, la corriente normal
circula sin dificultad.
Por otro lado, cuando la corriente de defecto
circula, la corriente de defecto circula a través de la segunda
bobina 101, y la fuerza de repulsión se genera por la propia
corriente de defecto. En concreto, una separación entre la placa de
repulsión 102 y la segunda bobina se incrementa. La posición del
segundo punto de contacto y la posición del núcleo móvil 123 se
mueven hacia arriba a medida que la posición de la placa de
repulsión 102 se mueve hacia arriba. Se acuerdo con lo anterior, el
primer punto de contacto y el segundo punto de contacto del
interruptor 110 están en contacto, y la posición del núcleo móvil
123 también está en contacto con la parte superior del núcleo fijo
122. En este punto, la parte inferior del núcleo móvil está situada
dentro del orificio formado en la cara inferior del núcleo fijo 122.
La corriente de defecto circula por la primera bobina 121 a través
del interruptor 110. Más aún, el valor de la corriente no está
desviado o reducido hacia la separación de aire, sino que la
corriente se forma a través del núcleo móvil 123. Por lo tanto, a
medida que el valor del flujo (\diameter) se incrementa, el valor
de la inductancia de incrementa. Como resultado de lo anterior, el
valor de la reactancia en la unidad limitadora de corriente 120 se
incrementa. De esta manera, la corriente de defecto está limitada a
un valor predeterminado a medida que el valor de la reactancia se
incrementa. El proceso por el que la reactancia se reduce e
incrementa será descrito mediante las Figuras 4A y 4B que
siguen.
De acuerdo con lo anterior, el limitador de
corriente de acuerdo con la invención presente no necesita una
fuente de alimentación separada y puede limitar la corriente de
defecto mediante la conexión orgánica del medio detector de
corriente de defecto (la unidad de accionamiento al medio limitador
de corriente (la unidad limitadora de corriente)).
\newpage
\global\parskip0.900000\baselineskip
De acuerdo con la realización de la invención
presente, el limitador de corriente de defecto puede ser rearmado
una vez que la corriente de defecto ha desaparecido.
Las Figura 4A y 4B son unos diagramas que
muestran un proceso conductor de la unidad limitadora de
corriente.
La Figura 4A ilustra un proceso conductor de la
unidad limitadora de corriente cuando está circulando una corriente
normal.
En referencia a la Figura 4A, la unidad
limitadora de corriente de defecto de acuerdo con la invención
presente incluye una unidad de accionamiento 100, un interruptor
110, una unidad limitadora de corriente 120, un primer eje 130, y un
segundo eje 140. Si circula la corriente normal, el interruptor 110
está abierto y la segunda bobina 101 está próxima a la placa de
repulsión 102. La corriente normal circula a través de la segunda
bobina 101 de la unidad de accionamiento 100, y la corriente normal
que pasa a través de la segunda bobina 101 circula por la primera
bobina 121 de la unidad limitadora de corriente 120. En este punto,
la parte superior del núcleo móvil de la unidad limitadora de
corriente está colocada dentro de un orificio formado en la cara
inferior del núcleo móvil 122. La izquierda define una dirección de
acceso (121a) de la corriente circulando a través de la bobina y la
derecha indica una dirección de salida (121b) de la corriente. Esto
es solamente un ejemplo. También es posible la forma contraria. Por
lo tanto, la dirección del flujo que circula en el núcleo fijo 122
es en la dirección de la flecha, y el flujo puede ser desviado o
disminuido a través del aire. La inductancia se reduce si la
circulación se reduce. Como resultado, el valor de la reactancia se
reduce adecuadamente, lo que es evidente por las siguientes
ecuaciones.
Como se describirá a continuación, aunque el
valor de la reactancia en la unidad limitadora de corriente 120 es
pequeño, la corriente normal circula sin impedimentos, cuando
circula la corriente normal.
La Figura 4B ilustra el proceso conductor de la
unidad limitadora de corriente cuando circula la corriente de
defecto.
En referencia a la Figura 4B, el limitador de
corriente de defecto de acuerdo con la invención presente incluye
una unidad de accionamiento 100, un interruptor 110, una unidad
limitadora de corriente 120, un primer eje 130, y un segundo eje
140. Si circula la corriente de defecto, se genera una fuerza de
repulsión en la segunda bobina 101 gracias a la corriente de
defecto. Por medio de la fuerza de repulsión, la placa de repulsión
102 se mueve hacia arriba. Para ser exactos, la separación entre la
placa de repulsión 102 y la segunda bobina 101 se incrementa. A
medida que la posición de la placa de repulsión 102 se mueve hacia
arriba, el punto de contacto del interruptor y la posición del
núcleo móvil 123 se mueven hacia arriba. De esta manera, se contacta
el punto de contacto del interruptor 110, y la posición del núcleo
móvil 123 está enfrentada a la parte superior del núcleo fijo 122.
En este punto, la parte inferior del núcleo móvil está colocada
dentro del orificio formado en la cara inferior del núcleo fijo 122.
Cuando el punto de contacto del interruptor 110 es contactado, la
corriente de defecto circula hacia la primera bobina 121 a través
del interruptor 110. Se forma una corriente a través del núcleo
móvil 123 de acuerdo con el cambio de la posición del núcleo móvil
123. Por lo tanto, la inductancia se incrementa a medida que la
corriente se incrementa. Como resultado, el valor de la reactancia
se incrementa. La corriente de defecto está limitada a un valor de
corriente predeterminado mediante el incremento del valor de la
reactancia.
Como se describe más adelante, el limitador de
corriente de defecto de acuerdo con la invención presente puede
limitar el nivel de la corriente de defecto incrementando el valor
de la reactancia de la unidad limitadora de corriente cuando se
genera una corriente de defecto. El limitador de corriente de
defecto puede limitar la corriente de defecto de una manera
efectiva. Como resultado de lo anterior, los daños mecánicos y
térmicos del dispositivo de energía eléctrica (por ejemplo, un
transformador, un interruptor automático, un fusible, o un cable) se
pueden minimizar limitando la corriente de defecto. Además, la vida
o el período de reposición del dispositivo de energía eléctrica se
pueden prolongar.
Más aún, el limitador de corriente de defecto de
acuerdo con la invención presente puede limitar la corriente sin
circuitos de ajuste de reactancia separados gracias a que la
reactancia de la unidad limitadora de corriente se cambia mediante
la unidad de accionamiento.
Las Figuras 5A y la Figura 5C son vistas en
perspectiva o vistas en sección de la unidad limitadora de
corriente.
La Figura 3 y la Figura 5A son vistas en
perspectiva de la unidad limitadora de corriente. La unidad
limitadora de corriente incluye una primera bobina 121, un núcleo
fijo 122, un núcleo móvil 123 y un primer eje 130.
Cuando se aplica la corriente a la primera
bobina 121, se genera una fuerza magnética en la primera bobina 121.
La corriente puede ser una corriente normal o una corriente de
defecto.
El núcleo fijo 122 envuelve a la primera bobina,
y está realizada en un lateral del núcleo fijo 122 una primera
abertura a través de la cual se puede mover el núcleo móvil 123.
Además, una segunda abertura a través de la cual se puede mover el
primer eje 130 está formada en un lateral del núcleo fijo 122.
\global\parskip1.000000\baselineskip
Más aún, el núcleo fijo 122, como es muestra en
la Figura 5A, envuelve verticalmente a la primera bobina. Dado que
el núcleo fijo 122 está formado verticalmente, la corriente generada
en la primera bobina 121 puede circular por el núcleo fijo 122 de
manera más efectiva. El núcleo fijo 122 puede tener una forma de C.
La forma del núcleo fijo 122 no es necesario que esté formada sobre
la primera bobina 121, verticalmente. Está permitida cualquier forma
siempre que la forma permita que la corriente circule. Es preferible
que el centro de la primera abertura y el centro de la segunda
abertura estén colocados en alineación. Sin embargo, son posibles
varias modificaciones. Por ejemplo, si el centro de la primera
abertura y el centro de la segunda abertura están colocados en
alineación, la forma de la primera abertura y de la segunda abertura
puede ser doblada, no recta. Al mismo tiempo, las posiciones de las
aberturas 190, 200 serán modificadas mientras se mantiene la función
original modificando los otros elementos de acuerdo con lo cambios
de posición de las aberturas.
El núcleo móvil 123 cambia el valor de la
reactancia a medida que el núcleo móvil 123 se desplaza por el
interior de la primera abertura 190 del núcleo fijo 122 hacia el
interior de la primera bobina 121. En concreto, el valor de la
reactancia cambia a medida que la posición del núcleo móvil 123
cambia. En el caso de que el núcleo móvil 123 esté colocado en la
primera posición, la reactancia es baja. Por otro lado, en el caso
de que el núcleo móvil 123 esté colocado en la segunda posición, la
reactancia es alta. La primera posición puede ser una posición que
encaje con la primera abertura 190 formada en el núcleo fijo 122. En
el caso de que el núcleo móvil colocado dentro de la primera
abertura 190 no esté completamente introducido en el interior de la
primera bobina 121, el valor de la reactancia decrece debido a que
el flujo generado por la primera bobina 121 está desviado o se
pierde en el intersticio de aire. Es preferible que la posición del
núcleo móvil 123 corresponda a la de la primera abertura 190 formada
en el núcleo fijo 122. Por ejemplo, la parte superior del núcleo
móvil 123 puede estar colocada dentro de la primera abertura, o una
parte de la parte superior del núcleo móvil 123 puede estar situado
dentro de la primera bobina. Más exactamente, el flujo puede fluir
en la posición del núcleo móvil 123, y el núcleo móvil puede estar
colocado en una posición que tenga un valor de reactancia bajo. Más
aún, el núcleo móvil 123 puede no estar colocado en la primera
abertura. Por el contrario el núcleo móvil 123 puede estar colocado
fuera de la primera abertura. En consecuencia, debido a que el flujo
generado en la primera bobina 121 se dispersa a través del
intersticio de aire, la reactancia disminuye. Por lo tanto, el
núcleo móvil 123 se coloca en la primera posición cuando circula la
corriente normal.
Por otro lado, la segunda posición del núcleo
móvil es una posición en la que el núcleo móvil está introducido en
la primera bobina. Cuando la parte superior del núcleo móvil está
completamente insertado en la primera bobina 121 y la parte inferior
del núcleo móvil 123 está colocada en la primera abertura 190, el
flujo generado por la primera bobina forma un circuito magnético a
través del núcleo móvil 123 y la reactancia se incrementa a medida
que disminuye el intersticio de aire. De esta manera, el núcleo
móvil 123 se coloca en la segunda posición cuando circula una
corriente de defecto.
Por ejemplo, el valor de la reactancia es
pequeño cuando el núcleo móvil está colocado en la primera abertura
190. El valor de la reactancia se incrementa cuando el núcleo móvil
se desplaza al interior de la primera bobina 121. Cuando el núcleo
móvil está completamente introducido en la primera bobina, el valor
de la reactancia adquiere un valor máximo.
Un extremo del primer eje 130 está unido al
núcleo móvil 123, y el otro extremo del primer eje pasa a través del
interior de la segunda abertura. A medida que el primer eje 130 se
mueve hacia arriba, el núcleo móvil se mueve también hacia arriba.
En referencia a la Figura 3, el otro extremo del primer eje puede
estar unido a la placa de repulsión 102 de la unidad de
accionamiento 100. A medida que la placa de repulsión se mueve hacia
arriba mediante la fuerza de repulsión generada por la segunda
bobina, el núcleo móvil unido al primer eje 130 se mueve también
hacia arriba. Por lo tanto, cuando la corriente de defecto se
genera, la placa de repulsión 102 y el núcleo móvil 123 se mueven
hacia arriba. La unidad limitadora de corriente 120 puede limitar la
corriente de defecto a un valor predeterminado de corriente porque
el valor de la reactancia en la unidad limitadora de corriente se
incrementa. Para la unión entre el primer eje 130 y el núcleo móvil
123 se puede utilizar un ajuste a presión, pegado, soldadura o una
rosca.
La Figura 6 es un diagrama para mostrar el
cambio en el valor de la inductancia de la unidad limitadora de
corriente en una realización de la invención presente.
En referencia a la Figura 6, el valor de la
inductancia de la unidad limitadora de corriente en la Figura 4A es
muy pequeña (a). Por otro lado, el valor de la inductancia de la
unidad limitadora de corriente de la Figura 4B es muy alto (b).
Exactamente, el valor de la inductancia se incrementa a medida que
el núcleo móvil se deslaza desde la Figura 4A a la Figura 4B. La
corriente que circuía está limitada a un valor inferior al valor
predeterminado si la inductancia de la unidad limitadora de
corriente se incrementa. Exactamente, cuando la corriente de defecto
se genera, la corriente de defecto puede ser limitada incrementando
el valor de la inductancia en la unidad limitadora de corriente.
La Figura 7 es un diagrama para mostrar otra
realización de un limitador de corriente de defecto de acuerdo con
la invención presente.
En referencia a la Figura 7, el limitador de la
corriente de defecto puede incluir una unidad de accionamiento 100,
un interruptor 110, una unidad limitadora de corriente 120, un
primer eje 130, un segundo eje 140, una unidad fija 150, un
controlador 160 y un tercer eje 170.
\newpage
Otros elementos distintos de la unidad de
enclavamiento 150, el controlador 160 y el tercer eje 170 no serán
descritos dado que ya se han descrito hablando de la Figura 3. Nos
centraremos en la unidad de enclavamiento 150, el controlador 160 y
el tercer eje 170.
La unidad de enclavamiento realiza la función de
abrir, cerrar, y cerrar de nuevo por medio de una fuerza magnética.
La unidad de enclavamiento puede proporcionar una fuerza de
accionamiento para fijar el estado abierto o el estado cerrado. La
unidad de enclavamiento puede ser utilizada en diferentes
dispositivos, pero el actuador magnético será un ejemplo de la
unidad de enclavamiento de esta realización. La descripción del
actuador magnético será omitida para mejor claridad. El actuador
magnético puede incluir una bobina de apertura para ejecutar la
operación de abertura del interruptor 110, una bobina de cierre para
ejecutar la operación de cierre del interruptor 110, un percutor que
se puede mover hacia arriba y hacia abajo, y un imán para generar la
fuerza de control de accionamiento. El actuador magnético 150 puede
ser un actuador magnético permanente (PMA) o un actuador de fuerza
conductora electromagnética (EMFA).
Un extremo del ejercer eje 170 está unido a la
parte inferior del núcleo móvil 123, y el otro extremo del tercer
eje está conectado al percutor del actuador magnético 150. La
posición de conexión en la que el tercer eje 170 está conectado con
el núcleo móvil 123 o con el actuador magnético 150, está centrada
preferiblemente sobre el núcleo móvil 123 o sobre el actuador
magnético 150, Sin embargo no está limitado a esta realización, la
posición de conexión puede ser cambiada de varias maneras.
El limitador de corriente de defecto de acuerdo
con la invención presente puede incluir además una unidad sensora
(no mostrada en la Figura) configurada para detectar cuándo la
corriente es una corriente normal o cuándo es una corriente de
defecto. La unidad sensora transmite una señal al controlador 160
cuando la unidad sensora detecta que la corriente de defecto ha
desaparecido. Cuando la señal se transmite al controlador, el
controlador controla de manera que la operación de cierre del
actuador magnético puede ser ejecutada (cierre de nuevo). La
operación de cierre del interruptor 110 provoca que el tercer eje se
mueva hacia abajo. Como es natural el actuador magnético puede ser
reemplazado por un dispositivo capaz de mover mecánicamente el
tercer eje 170 hacia abajo. A medida que el tercer eje 170 se mueve
hacia abajo, el interruptor se desconecta y la unidad de
accionamiento 100 regresa al estado original en que la placa de
repulsión y la segunda bobina 101 están prácticamente enfrentadas.
El actuador magnético 150 ejecuta la operación de cierre dejando
circular la corriente por la bobina de cierre. De esta manera, la
corriente normal fluye a través de la unidad limitadora de corriente
120 y de la unidad de accionamiento 100. Como se describirá a
continuación, una vez que desaparece la corriente de defecto, el
controlador controla la circulación de una corriente normal
rápidamente cerrando de nuevo el actuador magnético.
Como se muestra a continuación, el limitador de
corriente de defecto de acuerdo con la invención presente puede
regresar rápidamente al estado normal volviendo a cerrar rápidamente
el actuador magnético una vez que ha desaparecido la corriente de
defecto.
La Figura 8 es un diagrama para mostrar otra
realización del limitador de corriente de defecto de acuerdo con la
invención presente.
En referencia a la Figura 8, el limitador de
corriente de defecto puede incluir una unidad de accionamiento 100,
un interruptor 110, una unidad limitadora de corriente 120, un
primer eje 130, un segundo eje 140, una unidad de enclavamiento 150,
un controlador 160 y un tercer eje 170.
El limitador de corriente de defecto de acuerdo
con la invención presente tiene la misma estructura y funcionamiento
que los del limitador de corriente de defecto de la Figura 6.
El actuador magnético 150 está colocado por
debajo de la unidad limitadora de corriente, o entre la unidad de
accionamiento 100 y la unidad limitadora de corriente. Más aún, el
actuador magnético 150 puede estar colocado entre el interruptor 110
y la unidad de accionamiento 100.
Aunque no se muestre en la Figura, el
interruptor puede estar colocado entre la unidad de accionamiento
100 y la unidad limitadora de corriente 120. En este caso, es
preferible que el eje esté colocado al lado derecho o al lado
izquierdo del punto de contacto inferior formado en el
interruptor.
Se debe entender que ambas descripciones
detalladas anteriores de Ea invención presente son ejemplos
explicativos que tienen la intención de proporcionar una explicación
adicional a la invención reivindicada.
Claims (14)
1. Un limitador de corriente de defecto que
comprende:
una unidad limitadora de corriente configurada
para limitar una corriente de defecto de acuerdo con un valor de
reactancia, incrementando el valor de la reactancia si se genera la
corriente de defecto; y
una unidad de accionamiento configurada para
incrementar una inductancia de la unidad limitadora generando una
fuerza de repulsión por medio de la corriente de defecto cuando la
corriente de defecto es recibida, estando la unidad de accionamiento
conectada al extremo frontal de la unidad limitadora de
corriente.
\vskip1.000000\baselineskip
2. El limitador de corriente de defecto de la
Reivindicación 1, en el que la unidad limitadora de corriente
comprende:
una primera bobina; y
un núcleo móvil conectado a la unidad de
accionamiento, desplazado de la primera posición a la segunda
posición a través de la primera bobina, y configurado para
incrementar el valor de la reactancia cuando de mueve desde la
primera posición hasta la segunda posición.
\vskip1.000000\baselineskip
3. El limitador de corriente de defecto de la
Reivindicación 2, comprendiendo además:
un núcleo fijo que tiene una abertura en un
lateral, envolviendo el núcleo fijo a la primera bobina,
y en el que el núcleo móvil se mueve a través de
la primera abertura hacia el interior de la primera bobina.
\vskip1.000000\baselineskip
4. El limitador de corriente de la
Reivindicación 3,
en el que la primera posición del núcleo móvil
es una posición previa a la entrada del núcleo móvil en el interior
de la primera abertura.
\vskip1.000000\baselineskip
5. El limitador de corriente de la
Reivindicación 3,
en el que la segunda posición del núcleo móvil
es una posición conectada para interferir con una pared interior del
núcleo fijo.
\vskip1.000000\baselineskip
6. El limitador de corriente de la
Reivindicación 2,
en el que la unidad de accionamiento
comprende:
una segunda bobina configurada para generar una
fuerza de repulsión cuando circula la corriente de defecto; y
una placa de repulsión cuya posición cambia
debido a la fuerza de repulsión.
\vskip1.000000\baselineskip
7. El limitador de corriente de la
reivindicación 6, que comprende además:
un primer eje configurado para mover la posición
del núcleo móvil, estando unido el primer eje con el núcleo móvil;
en el que la posición del núcleo móvil cambia cuando cambia la
posición de la placa de repulsión debido a la fuerza de
repulsión.
\vskip1.000000\baselineskip
8. El limitador de corriente de defecto de la
Reivindicación 7, en el que el núcleo fijo comprende además una
segunda abertura configurada para el paso de un primer eje.
\vskip1.000000\baselineskip
9. El limitador de corriente de la
reivindicación 8, en el que el núcleo móvil, la primera abertura y
la segunda abertura del núcleo fijo están colocados en
alineación.
\newpage
10. El limitador de corriente de la
Reivindicación 8, comprendiendo además:
un interruptor conectado a la placa de
repulsión, y configurado para conducir la corriente de defecto
cuando se contacta en un punto de contacto por medio del cambio de
posición de la placa de repulsión debido a la fuerza de
repulsión.
\vskip1.000000\baselineskip
11. El limitador de corriente de defecto de la
Reivindicación 10,
en el que la conexión entre el interruptor y la
placa de repulsión es una de las conexiones en las que el primer eje
atraviesa la placa de repulsión y el primer eje está unido con la
placa de repulsión en una conexión directa, o conectado por medio de
un segundo eje.
\vskip1.000000\baselineskip
12. El limitador de corriente de defecto de la
Reivindicación 7, comprendiendo además:
una unidad de enclavamiento configurada para
fijar el estado abierto o cerrado del interruptor, estando la unidad
de enclavamiento conectada al primer eje.
\vskip1.000000\baselineskip
13. El limitador de corriente de la
Reivindicación 12, comprendiendo además:
un controlador configurado para actuar de manera
que la unidad de enclavamiento cambie la posición del primer eje
para cerrar el interruptor cuando la corriente de defecto ha
cesado.
\vskip1.000000\baselineskip
14. El limitador de corriente de la
Reivindicación 13, comprendiendo además:
una unidad sensora configurada para detectar si
la corriente es una corriente normal o la corriente de defecto,
donde el controlador actúa de manera que la
unidad de enclavamiento cambia la posición del primer eje para
cerrar el interruptor, cuando se recibe una señal desde la unidad
sensora, siendo generada la señal cuando la corriente de defecto ha
cesado.
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|---|---|---|---|
| FC2A | Grant refused |
Effective date: 20131203 |
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| FG2A | Definitive protection |
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| FD2A | Announcement of lapse in spain |
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